Трехкомпонентная мера магнитной индукции Советский патент 1989 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к технике измерений магнитных полей и может быть использовано для создания высокооднородного трехкомпонентного маг- нитного поля и измерения магнитного момента источника магнитного поля.

Цель изобретения - снижение трудоемкости при эксплуатации и изготовлении,

На фиг,1 показан каркас, общий вид; на фиг.2а-- первый типовой элемент панели пирамиды, аксонометрия; на фиг.26 - пирамида, вид снизу; на фиг.З - второй типовой элемент пане- ли - тетраэдр в аксонометрической проекции.

На фиг.4 показаны соединенные последовательно обмотки, создающие одну из трех составляющих (например, 2-составляющую)- индукции магнитного поля и расположенные на разных элементах (для наглядности элементы панелей раздвинуты и показано согласованное направление тока в витках; широкими линиями вьщелены сосредоточенные об- i мотки и технологические части витков основной обмотки, охватывающей рабочий объем); на фиг.З - распределение магнитного потока в рабочем объеме меры и обратных каналах - одной из трех составляющих (например, Z-coc- тавляющей), сечение через центр устройства перпендикулярно оси Z (маг- нитньй поток через квадрат сечения рабочего объема равен сумме магнитных потоков через четыре треугольника сечения обратного канала); на фиг.6 - укладка витков обмотки с квадратными витками с учетом бифи- лярных ее частей и компенсирующей обмотки; на фиг.7 - укладка витков трех обмоток на одной панели (криволинейными линиями соединены точки, спаиваемые при намотке и сборке па- нели; числа витков N 14, N, Ю -N,. 2).

Трехкомпонентная мера содержит шесть одинаковых по геометрии и по намотке панелей 1, соединяемых шест жильным кабелем. Каждая из панелей состоит из одной правильной четырехгранной пирамиды 2 и четырех одинаквых тетраэдров 3. Каждая из пирамид несет на себе шесть плоских обмоток с постоянным щагом: две ортогональн обмотки 4 и 5 на основании пирамиды с витками, параллельными ребрам основания, одна обмотка 6 из квадратных витков на боковых гранях параллельно основанию пирамиды, две обмотки 7 и 8 на боковых гранях перпендикулярно ребрам основания, и сосредоточенная обмотка 9 по контуру основания пирамиды для компенсации технологических частей обмоток 4 и 5 на других панелях.

Каждьй тетраэдр несет на себе две одинаковые обмотки 10 и П с постоянным шагом и витками, ортогональные плоскости симметрии тетраэдра. При изготовлении панели 1 все обмотки, относящиеся к одной координатной составляющей, соединены последовательно и выведены на угол панели в шести- жильньй кабель. При сборке меры из панелей 1 кабели от панелей коммутируют по координатным составляняцим и мера готова к работе.

Геометрия системы задается двумя величинами (фиг.З): стороной куба рабочего объема а и высотой пирамиды в полный габаритный размер системы а + 2Ъ.

Шаг соленоида основной обмотки 4 определяется заданным полем Нд в рабочем объеме и однородным полем Н в обратном канале через вертикальные треугольные призмы (фиг.4) , I §

Н Н No где N - число витков на основании

пирамиды 2;

I - ток в одном витке Величина однородного поля Н, в обратном канале определяется из равенства потоков вектора Н (фиг.З) в рабочем объеме и обратном канале

Н Sb . Н, 2

(О

н.|(2)

Н,

«о 2Г

1ь

(1), получают I 2Ь . Н а+2Ь

(3)

соленоида обмотки обратного

2Ь а

i:

Однородное поле Н в элементе 3 (см.фиг.4) сг чзано с полем Н в рабочем объеме соотношением

Н, Н, -fg(4)

и, следовательно,

h,-(5)

квадратных витков

Шаг обмо-тки 6 из на боковой поверхности пирамиды 2 по плоскости боковой грани I 2Ь

(6)

Н,

Формулы (3) и (6) определяют геоетрию обмотки на всех поверхностях.

,При заданных величинах Н„ выбор еличин I и b позволяет обеспечить азмещение целого числа витков на ос-15 овных поверхностях

а ., Но а а+2Ь| Ь о 1 2Ь а+2Ь Но а а+2Ь}

N,

N, NM

h, а

h

I

Н«

I

а 2Ь

2Ь

2

N

о

(7) (8)

20

Число витков корректирующей обмотки 9

N«

/м м Но а 2 (Nfl- N ,,)-- 2

Поле в рабочем объеме полностью определяется числом N.

1. Трехкомпонентная мера магнитной индукции, вьтолненная в виде зам кнутого блока из панелей и содержащая три взаимно ортогональные обмотки на каркасе, каждая из которых состоит из последовательно соединенных соленоидов с постоянным шагом, намотки, отличающаяся тем, что, с целью снижения трудоемкости при изготовлении и эксплуатации, мера выполнена из шести одинаковых по геометрии и намотке панелей, каркас каждой из которых состоит из правиль ной четырехгранной пирамиды и четыре одинаковых тетраэдров. На каждой панели на правильной четырехгранной пирамиде размещены шесть плоских обмоток с постоянным шагом, из которых две ортогональные обмотки уложены на основании пирамиды с витками, параллельными ребрам основания, одна обмотка из квадратных витков на боко- Устройство при измерении магнитной 30 вых гранях пирамиды, и две обмотки

)

1451626

ект вноситсяв рабочий

закрывается,снимаются берметра.

10

15

20

25

Формула изобретеиия

1. Трехкомпонентная мера магнитной индукции, вьтолненная в виде замкнутого блока из панелей и содержащая три взаимно ортогональные обмотки на каркасе, каждая из которых состоит из последовательно соединенных соленоидов с постоянным шагом, намотки, отличающаяся тем, что, с целью снижения трудоемкости при изготовлении и эксплуатации, мера выполнена из шести одинаковых по геометрии и намотке панелей, каркас каждой из которых состоит из правильной четырехгранной пирамиды и четырех одинаковых тетраэдров. На каждой панели на правильной четырехгранной пирамиде размещены шесть плоских обмоток с постоянным шагом, из которых две ортогональные обмотки уложены на основании пирамиды с витками, параллельными ребрам основания, одна об

Изобретение относится к области измерения магнитных полей. Цель изобретения - снижение трудоемкости при эксплуатации и изготовлении. Трехком- понентная мера содержит шесть одинаковых по геометрии и по намотке панелей, каждая из которых состоит из правильной четырехгранной пирамиды 2, четырех одинаков151х тетраэдров 3, ортогональные обмотки, обмотку 6 из квадратных витков, обмотки 7 и 8 на боковых гранях перпендикулярно ребрам основания, сосредоточенную обмотку 9, каждьй тетраэдр несет на себе две одинаковые обмотки с постоянным шагом и витками. Вьтолнение меры из шести одинаковых по геометрии и намотке панелей, каркас каждой из которыхо состоит из правильной четырехгранной пирамиды и четырех одинаковых тетраэдров, позволяет снизить трудоемкость при изготовлении и эксплуатации. 1 3.п. ф-лы, 7 ил. ш (/)

на боковых гранях перпендикулярно ребрам основания, а также одна сосре доточенная обмотка по контуру основания , каждый тетраэдр несет на себе

индукции работает следующим образом.

Одна из обмоток подключается к источнику питания, открывается одна из панелей, вносится объем, панель закрывается и производятся измерения. 35 Д одинаковые обмотки с постоянным При необходимости подключают источник шагом, ортогональные плоскости сим- питания к другим обмоткам устройства, метрии тетраэдра, причем все обмот- Панель открывается, объект вынимает- ки панели, относящиеся к одной координатной составляющей, соединены 40 последовательно и выведены на угол панели.

I 2Ь . I

ся.

При измерении магнитного момента источника переменного поля устройство работает следующим образом.

Открывается одна из панелей, вносится объект, закрьтается панель, обмотки устройства поочередно через усилитель подключаются к вольтметру, который показьшает соответствуняцие составляющие длительного магнитного момента.

При измерении момента источника постоянного магнитного поля, устройство работает следующим образом.

При закрытой панели включается веберметр, подключенный к устройству, открывается входная панель, объ0из

о Н а+2Ь

Н„

2Ь. а

ВО

55

о где I - ток в витках;

Нд - напряженность поля в рабочем объеме;

а - сторона куба рабочего объема;

b - толщина обратного канала.

на боковых гранях перпендикулярно ребрам основания, а также одна сосредоточенная обмотка по контуру основания , каждый тетраэдр несет на себе

Д одинаковые обмотки с постоянным шагом, ортогональные плоскости сим- метрии тетраэдра, причем все обмот- ки панели, относящиеся к одной координатной составляющей, соединены последовательно и выведены на угол панели.

о ша Ь„

0 из

I 2Ь . I

о Н а+2Ь

Н„

2Ь. а

О

5

о где I - ток в витках;

Нд - напряженность поля в рабочем объеме;

а - сторона куба рабочего объема;

b - толщина обратного канала.

/

Фа&.2

фиг. 6